6-1 程式語言發展史 6-2 資料型態 6-3 程式指令 6-4 程序定義和使用 (在此略掉) 全華計概書的 第6章 程式語言 6-1 程式語言發展史 6-2 資料型態 6-3 程式指令 6-4 程序定義和使用 (在此略掉)
6-1 程式語言發展史 機器語言 組合語言 電腦所能接受 由0與1組成 將0、1字串以符號表示 優點: 缺點: 指令比機器語言更易於學習 必須符合特定機器,不具可攜性 不具結構性,程式仍然不易理解
高階語言 範例:C語言 特性 編譯:高階語言的程式碼需編譯成目的碼之後才能執行,流程如下圖: 可讀性高,容易理解 比較容易維護和修改 具有可攜性 編譯:高階語言的程式碼需編譯成目的碼之後才能執行,流程如下圖:
程式語言發展年表
FORTRAN 第一個高階語言,為IBM於1957年左右推出 針對複雜的科學計算所設計 範例:
LISP MIT教授John McCarthy於1958年所推出 適合作符號運算 在人工智慧的應用特別重要 範例:
COBOL 專為商業資料處理而設計的語言 提供便利的檔案描述與處理 特別重視資料的定義 範例:
BASIC 隨著個人電腦推出 簡單易學,但不是很嚴謹 微軟的VISUAL BASIC(簡稱VB),為BASIC語言提供了視覺化的簡易開發環境 範例:
PASCAL 發源於歐洲 具有完備的資料型態,和結構化的控制結構 程式可讀性高,常為教科書所用 範例:
C 為了UNIX作業系統所設計 具有高階的結構化敘述,也具備了類似低階語言控制硬體的能力 為目前最常被使用的高階語言 範例:
PROLOG 1972年於法國所推出 邏輯化程式設計的代表 在人工智慧領域有重要應用 範例
ADA 由美國國防部主導 名稱是紀念世界上第一位程式設計員Ada Byron 希望結合所有語言的特性 語言過於複雜,目前所知的應用不多
C++ 基於C所擴充的物件導向程式語言 在類別中,可定義資料(Data member)和行為(Function member) 可以指定使用範圍為公開的(Public),或是私自的(Private) 範例:
JAVA 美國Sun公司於1995年發表 具備有物件導向的特性 提供了跨平台的功能 範例:
程式語言依照特性分類
6-2 資料型態 用以表示一個應用系統中要處理的對象 常見的資料型態 資料型態決定: 數字:整數(int)、長整數(long int)、浮點數(float)、雙精準數(double) 文字:字元(char)、字串(string) 資料型態決定: 所需空間 可表示的數值或資料範圍(參見下頁) 有意義的運算
C的資料型態
陣列 表示一系列相同型態的資料 範例:一個包含50個整數的陣列 int score[50]; C語言預設以註標0來表示陣列的第一個元素
結構 將一些相關資料,聚集成一個單元一起表示 範例: struct student { char(6) name; char(10) major; int year; }; 結構的名稱為「student」 欄位「name」的資料型態為6個字元(char),欄位「major」的資料型態為10個字元,欄位「year」的資料型態為整數
結構(續) 定義完結構之後可用以宣告為變數的型態 範例:宣告變數「x」的資料型態為「student」結構 struct student x; 可以利用小數點加上欄位名稱,來指出結構變數中的某一個成分 範例: x.name、x.major、x.year
指標 記錄某個資料在記憶體的位置 提供了非直接存取(Indirect Accessing)的功能 使用指標的理由 效率性的考量 指標所需的空間是固定的,可作為複雜結構的代理人 不能確定資料的大小 若使用陣列,預先宣告的空間可能浪費或不夠
鏈結串列 表示大小會變化的資料 將資料用節點表示,利用指標將節點串連起來 範例: struct node 鏈結串列的示意圖 { int data; struct node *next; }; 符號「*」表示指標變數 處理的資料為整數型態 鏈結串列的示意圖
6-3 程式指令 程式語言提供的指令,以組合出正確的程式 以下使用C和PASCAL語言作為範例 同時使用流程圖(Flow chart)來輔助說明指令代表的邏輯結構,和步驟間的關聯,其符號如下圖:
比較:If 提供邏輯判斷式 如果 “If” 後面接的運算式被判斷為真,則程式會繼續執行 “Then” 後面的運算式 如果 “If” 後面接的運算式被判斷為不真,則程式會繼續執行 “Else” 後面的運算式 注意: C裡面省略了 “Then”關鍵字 “Else” 後面的運算式可以不提供,如此程式不會有任何動作 範例:在變數 “i” 的值大於0時,變數 “x” 的值設定為 “10”,否則變數 “y” 的值設定為 “5”
If範例和流程圖
巢狀If 在 “Then” 或 “Else” 的部分,再放入另一個 “If” 敘述 範例:當變數 “i” 的值被判斷為正之後,我們需要再確定變數 “a” 的值大於變數 “b” 的值,才會指定變數 “x” 為10
固定次數的迴圈:For 事先指定好迴圈的執行次數 C沒有此種指令 範例:透過變數 “i” 的值將迴圈的執行次數控制為5次,同時變數 “x”的值在迴圈結束後,會等於整數1加到整數5的和
不固定次數的迴圈:While 迴圈的執行次數並沒有直接在程式裡指定好 利用邏輯判斷式決定迴圈要執行幾次
While (續) 對應的流程圖如右 注意:必須適當的改變變數值,使得邏輯判斷式的真假值改變,否則會造成無窮迴圈的情況
先執行再判斷的寫法 先執行命令,再進行邏輯式的判斷 當判斷式為真 範例: C提供的 “Do-while” 指令會留在迴圈裡 PASCAL提供的 “Repeat-until” 指令會離開迴圈 範例:
不固定次數的迴圈:For C語言裡面的For指令分成以下三部分: 在執行迴圈之前,所需要先給定的初始值設定 進入或留在迴圈的條件,有如While指令後面接著的判斷式 在每當要執行下一次迴圈之前,所需要執行的式子